“单片机原理及应用”课程教学中学生综合素质培养策略

文章首先对“单片机原理及应用”课程和综合素质进行了概述,然后提出了“单片机原理及应用”课程教学中学生综合素质培养策略,包括课程核心价值观培养策略、知识能力培养策略、实验实践能力培养策略、兴趣爱好培养策略,最后对“单片机原理及应用”课程教学中学生综合素质培养效果进行了评价。

基于双向流固耦合的汽油机排气歧管热应力分析

联合AVL-Fire与ABAQUS软件,对一台汽油机排气歧管进行温度场、热应力分析.首先利用AVL-Fire对排气歧管做内外流场CFD分析,得到排气歧管内外表面的热边界条件,即流体温度及换热系数;然后把热边界条件映射到有限元面单元,并通过有限元技术与排气歧管实体单元相耦合,通过ABAQUS算出排气歧管温度场,并把壁面温度场返回作为下一轮CFD计算的边界条件,再重复前一轮计算.如此反复,直至符合精度要求,最后计算热应力.

某缸盖热机疲劳分析

利用AVL-Fire对缸内工作过程和水套进行CFD分析,得到缸内及水套壁面的热边界条件,通过有限元技术把对流热边界耦合至固体传热的计算中,达到共轭传热的目的.分别完成了机械载荷和温度载荷下的缸盖应力计算,结合经过温度修正的材料特性,计算得到疲劳安全因子分布.分析结果表明:对于缸盖疲劳而言,热载荷贡献明显大于机械载荷;缸盖设计满足使用要求.

基于流固耦合的缸盖温度场分析

为探讨燃烧工质和冷却液共同作用下缸盖的温度分布,采用流固耦合的方法对某柴油机缸盖进行温度场分析。首先利用AVL-Fire对缸内工作过程和水套进行CFD分析,得到气缸和水套壁面的热边界条件,然后把热边界条件映射到有限元网格,通过有限元分析算出缸盖温度场。结果表明,缸盖最高温度远低于材料许可温度,其温度分布合理地阐释了缸盖的"热"工作环境。

某轿车排气系统振动分析

联合有限元软件与AVL-EXCITE软件,对某轿车排气系统进行模态与强迫振动分析。首先利用有限元软件对排气系统做自由模态分析,初步分析其吊耳点布置合理与否。然后利用有限元软件对排气系统进行自由度缩减,提取其质量矩阵、刚度矩阵、主节点自由度信息及模态信息,整合到内燃机-排气系统多体动力学模型中,对排气系统进行受迫振动分析,充分考虑其弹性变形与模态共振对振动响应的影响。得出排气系统任一点上的振动响应及排气管路长度上的振动传递率,考察其振动耦合特性;为排气系统的空间走向和结构设计提供强有力的依据。

试验与仿真相结合的发动机活塞热负荷分析

借助硬度塞温度测试、数值分析手段,结合对改进前活塞的温度场和热应力的计算,对发动机改进后活塞的热负荷状况进行评估.通过计算活塞传热边界条件,利用有限元分析软件,对活塞进行温度场计算,然后利用试验实测数据对其进行标定,在计算误差小于5%的情况下,得到改进前与改进后活塞在A工况和B工况下的温度场分布,最后进行了对应工况的热应力计算.结果表明在相同工况下发动机改进后活塞最高温度均比改进前活塞低,最大热应力比改进前活塞小.在改进前活塞满足热负荷要求的前提下,改进后活塞满足热负荷要求.

增压直喷汽油机热平衡和平衡试验对比

为提高内燃机能量利用效率,针对增压直喷汽油机联合开展了万有特性下热平衡和平衡试验.基于热力学第一定律和第二定律,建立内燃机热力学分析模型,结合试验数据得出该机的热平衡图和平衡图,在此基础上分析了内燃机工作参数对各种形式能量流和流的分布影响,并对热平衡和平衡进行了对比分析.结果表明:从热平衡分析来看,燃料能量主要损失在废热中,各种形式能量流分数大小呈明显的波动变化;从平衡分析来看,不可逆损所占比例最大,是限制内燃机效率的主要因素;热效率和排气能量分数分别与效率和排气流分数的等值线形态相似;排气分数峰值出现在高速高负荷区,传热分数峰值出现在低速低负荷区.针对分析结果,提出了几点改善汽油机能量利用效率的建议.

基于空气动力循环的内燃机废气余热回收方法

为提高内燃机能量利用效率,提出了采用布雷顿空气循环回收内燃机废气余热能的底循环方案,并对其回收废气余热能的潜力进行了研究。针对不同的循环压力、循环空气流量和内燃机排气温度进行了循环多参数性能计算分析,得出该余热回收系统循环参数和内燃机排气温度对废气余热能回收效率的影响。研究结果表明:循环压力和空气流量范围受内燃机排气温度制约,排气温度越高,可用压力范围和空气流量范围越大,并且相应的回收效率也越高;分别存在一个最佳压力点和一个最佳空气流量点,使回收效率出现峰值。

自然吸气式汽油机热功转换效率影响因素的共性规律

为提高车用汽油机的热功转换效率和能力,对其影响因素进行了研究.针对某款典型车用汽油机进行台架试验,实测各种影响汽油机缸内工作过程的参数.通过对实测数据进行交叉对比,总结得出一些共性规律：燃烧效率是过量空气系数的单值/线性函数;50％燃烧点位置与最高爆发压力位置呈近似线性关系,后者稍微滞后于前者,且随着转速的增大,这两个点逐渐靠近;点火提前角与50％燃烧点位置呈近似线性关系（斜率为负）;高压循环指示热效率峰值出现在50％燃烧点,位于上止点后6～10°CA处;高压循环指示平均压力主要受进气参数的影响,缸内过程的影响处于次要地位.

非同步气门正时对高速汽油机进气及燃烧过程的影响

结合某高速进气道喷射五气门汽油机,采用CFD技术和台架试验手段研究了同步与非同步气门正时对高速汽油机进气和燃烧过程的影响。CFD分析结果表明:非同步气门正时能够加强缸内气体流动,提高点火时刻的缸内湍动能,有利于火焰的快速传播,提高燃烧速率。试验结果表明:进气门2提前20°开启,比其他进气门开启时刻的扭矩提高了约3.1%,燃油消耗率降低了约4.2%;进气门2推迟20°开启燃油消耗率降低了约2.6%,发动机扭矩略微降低。非同步气门正时下,发动机HC和CO排放量均降低,进气门2提前20°开启由于缸内温度较高,NO_x排放量增加了约11.3%。进气门2推迟20°开启由于缸内进气量较低,NO_x排放量降低了约6.7%。

一种高效的发动机辐射噪声计算方法研究

为了解决发动机辐射噪声计算的精度和效率问题,基于表面速度振动原理,利用Matlab程序,开发了一种高效的发动机辐射噪声声功率模拟计算软件。分别用边界元法、快速多级边界元法和Matlab程序软件对比分析了普通平板、发动机缸盖罩和发动机动力总成辐射声功率的计算精度和效率,结果显示,在保证高的计算精度情况下,用Matlab程序软件计算发动机缸盖罩辐射声功率的效率是边界元法的25倍,是快速多级边界元法的123倍;用Matlab程序软件计算发动机动力总成辐射声功率的效率是边界元法的141倍,是快速多级边界元法的108倍。

蒸汽辅助涡轮对增压汽油机瞬态响应特性影响的模拟

为改善废气涡轮增压汽油机加速工况时的瞬态响应特性,提出了蒸汽辅助涡轮增压的方法.基于一款废气涡轮增压汽油机,采用GT-Power软件分别建立并标定了蒸汽辅助涡轮增压与废气涡轮增压的仿真模型.针对该汽油机的常用转速2000r/min,研究了各种蒸汽参数对增压系统及汽油机性能的影响.结果表明,在2000r/min时的加速工况,蒸汽辅助涡轮能使汽油机加速迟滞时间缩短48.0%,加速扭矩提升9.7%.因此,蒸汽辅助涡轮能有效改善增压汽油机的加速性和动力性.

余热气化甲醇燃料对内燃机性能的影响

提出了采用内燃机废气余热气化甲醇,并将该方案同时应用在自然吸气和增压发动机上.通过将这两种方案与原汽油机进行对比,预测这两种方案对发动机动力性和经济性的改善潜力.结果表明:甲醇蒸汽发动机在外特性下功率较原汽油机最大下降了7.1%,热效率最大提高了3.0个百分点;增压后,动力性和经济性较原汽油机和甲醇蒸汽发动机都有较大提高,当增压压力为0.15MPa时热效率较原汽油机最大可提高4.0个百分点,表明余热气化甲醇在内燃机上具有较好的节能潜力.

废气再循环对车用汽油机热功转换过程的影响

为提高车用汽油机部分负荷下的燃油经济性,探讨了废气再循环(EGR)对汽油机热功转换过程的影响。基于某款汽油机的性能试验数据,搭建并标定其仿真模型,研究了多种部分负荷工况下EGR对汽油机性能的影响。结果表明:就换气循环而言,随着EGR率的增大,进气压力增大,泵气平均有效压力(PMEP)减小,未冷却的EGR对PMEP减小的幅度更大;就高压循环而言,燃烧温度下降导致传热损失下降,从而使高压循环热效率增加。由缸内热平衡分析可知,有效热效率的提高主要依赖于缸内传热损失的减小,其次才是泵气损失的减小。在1 300r/min、0.295MPa时,采用20%的EGR率可以使有效热效率提升4.5%。

柴油机的性能改进及缸内工作过程的三维数值模拟

论述了1105柴油机的改进原理,对改进前的花瓣型燃烧室和改进后的盆形燃烧室建立了几何模型并划分动态网格.利用仿真软件STAR-CD对改进前后的1105柴油机的燃烧过程进行三维数值模拟,计算了两种不同燃烧室的缸内气相流场及其燃烧的温度场和压力场,并进行了对比分析.试验结果表明,模拟计算值与实测值基本吻合,改进后的盆形燃烧室的1105柴油机有更好的动力性和燃油经济性.表明在模拟精度达到一定水平时,发动机缸内燃烧过程的三维仿真计算可用来降低产品的研制周期和费用,是一种有效的研究和设计手段.

阳极氧化层对活塞热负荷的影响研究

为了探究某发动机铝质活塞阳极氧化对其热负荷的影响,借助硬度塞温度测试法及数值分析手段,分别对该发动机原始活塞和阳极氧化活塞进行温度场和热应力计算分析。结果表明,在最大负荷工况下,阳极氧化活塞最高温度较原始活塞最高温度降低了7.1%,其最大热应力较原始活塞最大热应力减小了24.5%,其他区域温度和热应力均有不同程度的减小。阳极氧化工艺降低了活塞的热负荷,同时有利于增强活塞的可靠性,延长其使用寿命。

495汽油机进气系统的改进及其进气过程的三维数值模拟

对495汽油机的进气道和燃烧室进行了改进,运用流体分析软件FIRE对改进前后的进气系统进行了较为全面的模拟计算,获得了其内部流场的详细状况,并做了对比分析.实测了改进后不同气门升程下的进气流量,并与模拟计算值进行比较,计算和实验结果基本吻合.结果表明改进后的495汽油机进气系统有更好的流动特性,也验证了三维数值模拟的正确性.

KE495 QME汽油机燃烧室改进设计探讨

结合汽油机燃烧室设计原则对KE495QME汽油机燃烧室性能进行分析,并对其结构改进设计进行探讨。用ANSYS软件的FLOTRAN CFD对比分析改进前后燃烧室的气流组织情况,并结合发动机其它结构的改进预测整机性能。

轻型汽油车改装柴油机后发动机悬置系统和冷却系统的优化设计

介绍在原有汽油车底盘的基础上改装柴油机后,发动机悬置系统和冷却系统的优化设计和匹配方法。建立了以发动机悬置系统能量解耦和固有频率为综合目标的优化模型,对悬置系统参数进行了优化。运用相似理论对风扇进行了优选和匹配。

基于三维有限元分析的KE495曲轴的改进设计

利用有限元法分析KE495发动机曲轴的内部应力分布状态,得出原曲轴结构的不合理之处。通过重新设计曲轴平衡重和轴颈过渡圆角,达到改进曲轴内部应力分布的目的。